组织工程人工骨材料修复长骨节段性缺损的现状与展望
长骨大段骨缺损的治疗进展PPT课件
创伤大、污染严重，骨髓炎、骨缺损发生率高！
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发生原因
1 严重开放性粉碎骨折 2 感染性骨髓炎清除死骨 3 外伤后骨不连反复手术切除硬化骨 4 先天性骨病 5 骨肿瘤大段病骨切除
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大段骨缺损的界定——尚无明确界定，通常 将缺损长度超过长骨直径的1.5倍作为临界值 ，超过此范围即为大段骨缺损
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THANK YOU！
感谢您的关注与指导
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具有三维立体结构， 能提供种子细胞黏附 和增殖分化的空间
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可塑性强，能够素形 成适应骨缺损区的大 小和形状，且具有一 定的机械强度
生物支架为骨缺损部分提供结构支撑，同时也是种子细胞移植 以及引导骨生长的载体
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组织工程骨应用的支架材料主要有：
天然材料：珊瑚、藻酸盐，几丁质、 胶原、天然骨
人工材料：磷酸钙为主的生物陶瓷、 骨水泥和以硫酸钙为主的生物玻璃
——龚志鑫，张英泽，邵新中，等．应用带双皮岛的串式腓骨瓣游离移植修复 前臂尺桡骨及皮肤联合缺损[J]．中华显微外科杂志，2011，1:25－28。
王新卫，李勇军，郭建刚等应用 显 微 外 科 技 术 吻 合 血 管 游 离 腓 骨 移 植 修 复 ６７ 例 胫 骨 慢 性 骨 髓 炎 合 并 长 段 骨 缺 损，修复骨缺损长度８ ～２２ｃｍ，愈合时间4～6个月,平均4.2个月。按Enneking评价系统,肢体术 后功能恢复平均为正常功能的79%。取得了良好的效果 。
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二、Masquelet膜诱导技术
1986年，由法国Masquelet医生首先 提出，利用诱导膜和自体骨移植相结合 的方法成功治愈长为25 cm的大段骨缺损
采用聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA) 植入骨缺损区，诱导形成类似滑膜组织构 成的腔隙，二期取出骨水泥，用自体松质 骨移植填充缺损区
生物医用人工骨修复材料研究现状
生物医用人工骨修复材料研究现状1.研究背景人体骨组织本身有一定的再生和自修复能力，但只限于小面积的骨缺损，并且随着年龄的增长、疾病、其他因素，这种能力会有所衰退。
其中，软骨是一种致密的结缔组织。
关节软骨缺乏血供以及受伤后未分化的细胞难以迁移到受伤部位，所以其自身修复的能力较差。
因此对于创伤、感染、肿瘤以及发育异常的个原因引起较大的骨缺损，单纯依靠骨组织自身的修复自然无法自然自愈，需要进行骨移植手术治疗。
常用人工骨修复材料分为四类，为金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料、复合材料[1]。
1.人工骨修复材料分类及特点2.1 金属材料用于人工骨的金属材料主要材料为不锈钢、钛合金、钴基合金，此外还有贵金属、纯金属钽、铌、锆。
金属材料的优点是力学强度高，缺点是可能有毒性、易腐蚀，应力遮挡效应，易造成骨质疏松[2]。
2.2 无机非金属材料无机非金属材料具有与天然骨良好的亲和性，可在人体内稳定存在，适合用作人体硬组织部位的替换材料。
磷酸钙、生物活性玻璃是骨修复研究中常用的无机非金属材料[3]。
磷酸钙有良好的生物降解性、理想的生物相容性和骨传导性。
磷酸钙表面能形成磷灰石层，与骨组织通过化学键稳定结合，进而提高与受损骨间的整合效果。
2.3 有机高分子材料骨组织工程研究中常用的有机高分子材料，根据来源可分为天然高分子与人工合成高分子两类。
其中，天然高分子包括胶原、纤维蛋白、丝素蛋白、甲壳素、透明质酸、海藻酸钠和壳聚糖等；人工合成高分子包括聚羟基乙酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、羟基乙酸-乳酸共聚物（PLGA）和聚已内酯[4]。
胶原是天然骨中有机质的主要组成成分，具有良好的生物相容性。
它能为钙盐沉积提供位点，同时还能与调控细胞矿化的蛋白相结合，促进骨基质矿化。
但存在机械强度较低、降解过快等不可调控的缺陷。
2.4 复合材料复合材料是根据材料的优缺点，将两种或以上的不同材料进行复合制得，不仅兼具组分材料的性质，还可以得到单组分材料不具备的新性能。
骨组织工程研究的新进展:修复骨缺损的完美技术
骨组织工程研究的新进展：修复骨缺损的完美技术李凯【摘要】骨组织工程自20世纪80年代诞生以来,取得了飞速的发展,为临床上骨缺损的治疗带来新的希望.纵观骨组织工程研究的二十多年里,其构成的三大要素:种子细胞方面、支架材料方面和组织构建方面都取得了一定的进展.但是距离组织工程骨在临床中正式使用尚有一定距离,有待进一步的研究.本文就目前骨组织工程研究的现状及最新进展作一综述.%Bone tissue engineering has developed rapidly since the 1980s and brought new hope for the treatment of bone defects. Throughout twenty years, the three major elements of bone tissue engineering: seed cells, scaffolds and organizations to build have made great progress. However, there is still certain distance for tissue engineered bone to be used officially in clinic. In this paper, the current status of bone tissue engineering research and the latest developments are reviewed.【期刊名称】《中国医药导报》【年(卷),期】2012(009)018【总页数】3页(P15-17)【关键词】骨组织工程;骨缺损;研究进展【作者】李凯【作者单位】哈尔滨医科大学附属第三医院骨科,黑龙江哈尔滨150081【正文语种】中文【中图分类】R681.2临床上由于各种原因导致的骨缺损很常见，然而修复骨缺损的惟一方法是通过骨移植来实现。
抗菌人工骨支架材料研究进展
国际骨科学杂志 ２０２１年５月 第４２卷 第３期 ＩｎｔＪＯｒｔｈｏｐ，Ｍａｙ２５，２０２１，Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．３·综述·基金项目：广东省自然科学基金（２０１８Ａ０３０３１３６７０）、深圳市南山区科研基金（２０１８００４、２０１８００５）作者单位：５１８０５２， 深圳大学医学部（伍家毅、易伟宏）；５１８０００， 华中科技大学协和深圳医院脊柱外科（李巍明、李夏林）；５１８０５２， 深圳大学附属第六医院脊柱外科（易伟宏、杨大志）通信作者：易伟宏 Ｅ ｍａｉｌ：ｓｚｙｉｗｈ＠１６３．ｃｏｍ抗菌人工骨支架材料研究进展伍家毅 李巍明 李夏林 杨大志 易伟宏摘要 严重开放性骨折、骨科术后感染、急慢性骨髓炎所导致的感染性骨缺损的修复重建已成为临床医生面临的巨大挑战，抗菌人工骨支架材料有望用于治疗感染性骨缺损。
在抗菌骨组织工程中，抗菌成分具有很重要的作用。
应用于抗菌人工骨支架材料的抗菌剂包括抗生素类、无机抗菌剂类及天然抗菌剂类等。
抗生素类人工骨材料由于其良好的抗菌性能及较低的开发成本得到深入研究；无机抗菌剂类人工骨因不易诱导耐药产生而成为研究热点，主要包括金属离子、纳米金属、光催化抗菌剂；天然抗菌剂类人工骨不易产生免疫排斥反应并具备较好的细胞相容性，其中动物源性抗菌剂包括氨基酸类、抗菌多肽、高分子糖，植物源性抗菌剂包括中成药等。
关键词 感染性骨缺损；骨组织工程；骨修复；骨支架材料；抗菌材料犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ ７０８３．２０２１．０３．００８ 感染情况下的骨缺损修复是临床难题。
感染性骨缺损的形成通常由开放性骨折、骨科手术后感染以及各类急慢性骨髓炎所致，引起骨缺损处感染的因素包括血运缺乏，软组织丢失，骨缺损区、内固定物表面和人工骨替代物表面易介导细菌黏附和生物膜形成等［１］。
感染性骨缺损通常采用全身或局部应用抗生素控制感染，然后植入骨移植物修复骨缺损。
然而，这些治疗方案耗时较长，需要多次手术，且疗效较差。
组织工程骨修复超临界骨缺损研究进展
１ 超 临 界 骨缺 损
１ ． １ 概 念
骨缺 损 是指 各种 原 因导致 的局 限性 骨 质缺 如 ，足够 大 的骨质 缺损 使其 不 能在 自然状 态 下达 到骨 愈合 的 临界 点 即为 临界性 骨 缺损 （ ｃ ｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｚ ｅ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ，Ｃ Ｓ Ｄ） 。Ｓ ｅ ｈ ｍｉ ｔ ｚ 研究 表 明 长骨 的骨缺 损 有一 个 不 能 自行愈
摘 要 ：大 段 骨 缺 损 的 治 疗 一 直 是 骨 科 领 域 的 研 究 热 点 ， 当 前 组 织 工 程 骨 技 术 是 修 复 大 段 骨 缺 损 的 较 新 方 式 ，而 利 用 膜 引 导 骨 再 生 技 术 ，带 蒂 筋 膜 瓣 包 绕 组 织 工 程 骨 技 术 促 进 了组 织 工 程 骨 的 血 管 化 及 成 骨 的 质 和 量 ，
１ ． ２ 超 临界 骨缺损 不 能 自行修 复 的原 因 ①全身 因素包 括 营养不 良、糖 尿病 、骨 质疏 松及 应用 非 甾体抗 炎 药 。②局 部 因 素包 括 局 部感 染 因素 、 血 供 障碍 、骨 缺损 处软 组织 嵌 入 以及 高 能量 损伤 致大 块死 骨 等 。影 响 骨缺 损愈 合 的根本 因素 在于 骨折局 部 的血液 供应 及 骨折 断端 骨痂 的 及时 生成 ，其 中外 骨痂 的生 成具 有重 要 意义 。有 学者 通过 实验证 实 骨折愈 合 过 程 中 ，成 骨 细胞 的生 长慢 于纤 维结 缔 组织 细胞 的生 长 ，从 而影 响外 骨痂 的生 成 。而局 部血运 障 碍也是 导 致 骨折 不愈 合 的重要 原 因 。但 如骨痂 生成 不 良，后期 虽然 血运 恢 复 ，但 骨折 愈 合过程 已被软组 织 干扰 ，骨 缺损 仍难 以修复 。所 以 ，怎样 促 进并 保证 骨折 愈合 初期 外 骨痂 的充 分形 成是 修 复骨缺 损 的重 中之重 Ｌ ４ ］ 。超 临 界骨 缺损 在缺 损形 成 之初 可能 就 已被 软组织 占据 ，两骨 折断 端被 软组 织 隔离 ，非成 骨 的纤维 结缔 组织 及 软组 织 的嵌 入 ，阻止 成 骨细胞 的增殖 ，产 生竞 争性 抑 制 ，进而 导致 骨缺 损两 断端 不 能接触 ，甚 至造 成断 端 硬化 ，骨缺 损不 能修 复 。
生体复合材料在人工关节方面的应用与发展前景
生体复合材料在人工关节方面的应用与发展前景摘要随着生物医学工程和材料科学工程的发展，生体材料在治疗人工关节方面得以广泛使用。
但人们对关节治疗效果的要求不断提高，单一的生体材料并不能满足人们的需求。
生体材料开始趋向于复合化、智能化和功能化。
本文综述了生体复合材料在人工关节应用、研究进展和发展前景。
关键词：1．前言生物医学材料是用于人体组织和器官诊断、修复或增进其功能的高技术材料，其作用是药物不能够取代的。
骨科生物医学材料是指能够安全的植入人体，并可以治疗人体骨骼疾病、替换损伤或坏死的骨组织、恢复骨骼的正常生理功能的一种生物材料。
单一材料的人工关节一定程度上解决了假体与骨组织之间的界面结合问题,但并未从根本上解决金属材料与骨组织间弹性模量不匹配问题。
解决这一问题的根本出路在于研制弹性模量更近似骨的、力学和生物相容性更理想的假体材料,鉴于骨骼本身就是一种由胶原纤维被羟基磷灰石矿化的复合材料,故各种以HA为基的复合材料及树脂基复合材料的研究逐渐升温。
以HA为基,增强体通常为金属、陶瓷、高分子聚合物、生物玻璃以及碳质材料等。
其形态有颗粒、短纤维或长纤维状等。
另外,高分子基复合材料可通过人为设计达到低模量、高强度,是一类具有一定发展潜力的生物复合材料。
2.人工关节材料的要求人工关节作为一种植入器官,对其制作的材料必须满足①生物相容性好。
所谓生物相容性是指生物材料和人体组织接触后,在材料-组织界面发生一系列相互作用后最终被人体组织所接受的性能且材料对人体的正常生理功能无不良影响、无毒、无排异反应等②生物力学相容性好。
生物力学相容性是指植入材料和所处部位的生物组织弹性形变特性相匹配的性质,表征在负荷情况下,材料与其接触的组织所发生的形变是否彼此协调。
因人工关节在体内所承受的应力,通过人工关节材料-组织界面进行传递,如果两者在应力作用下发生弹性变形不匹配,则将使人工关节松动而导致植入失败。
为此,人工关节材料与骨骼的弹性模量、热膨胀性能及其强度应尽量一致。
生物医学工程在人工骨制造中的应用
生物医学工程在人工骨制造中的应用随着人口老龄化问题的逐渐加剧，骨科疾病也越来越常见。
同时，交通事故、意外摔伤等意外事件也常常会导致骨折或骨缺损等问题。
传统的治疗方法主要是依靠骨移植或者使用人造骨代替损伤部位。
而随着生物医学工程技术的快速发展，人工骨在骨科治疗中的应用也越来越广泛。
一、人工骨的制造材料目前在制造人工骨时，一般会选择使用特定形状的生物可降解材料作为载体。
这种生物可降解材料因其化学性质稳定，能够保证人造骨在体内的稳定性。
在不同的材料中，聚乳酸、聚乳酸-羟基磷灰石复合材料等常常作为主要的制造材料。
这些材料的生物可降解性能使其能够在体内逐渐被代谢吸收，达到理想的人工骨重建效果。
二、人工骨的制造方法目前，制造人工骨的方法已经非常成熟。
主要有以下几种：1、溶液浸渍方法：将脂肪内生长因子和肌肉蛋白原浸泡入有机酸溶液中，再将生物可降解材料放入其中浸泡，最后进行自由干燥处理，得到具有良好生物活性的人工骨。
2、自组装技术：通过调节材料表面的特定性质，可以实现材料自身自组装的过程，从而成为一种非常有效的制造人工骨的方法。
3、黏附积聚法：运用此方法，可以将组织工程化学细胞放置到经过酸洗和加热干燥处理的材料表面上，从而构建出一种高强度、高生物活性的人工骨。
三、人工骨在骨科治疗中的应用人工骨作为一种新型的骨科治疗方法，其临床应用范围非常广泛，已经被用于骨折和骨缺损等方面的治疗。
1、骨折治疗在治疗骨折时，人工骨可以作为一种治疗措施展现出其独特的优势。
采用此种治疗方法，即可以大大缩短病人的治疗时间，也能减少感染等各种并发症的发生率。
2、骨缺损治疗在骨缺损治疗方面，人工骨也具有不可代替的地位。
使用人工骨来代替损伤部位，不仅可以大大提高骨缺损治愈率，也可以避免手术中的手术风险和手术时间的延迟。
四、人工骨的研究进展虽然人工骨的应用范围非常广泛，但是其研究仍然在不断发展中。
未来的研究方向可以包括人工骨的力学性状、医学应用策略等方面的探索。
磷酸钙骨水泥复合辛伐他汀修复大段骨缺损实验研究
磷酸钙骨水泥复合辛伐他汀修复大段骨缺损实验研究李立平;杨海波;孙剑虹;李元;李永刚;李强;李振江;李辉【摘要】目的探讨磷酸钙骨水泥复合辛伐他汀修复大段骨缺损的可行性,为临床解决骨缺损修复难题提供理论依据.方法取新西兰大白兔24只,手术去除双侧桡骨中段15 mm骨质,制备骨缺损模型,将其随机分为对照组和实验组,每组各12只.对照组在双侧骨缺损区单纯植入磷酸钙骨水泥,实验组在双侧骨缺损区植入磷酸钙骨水泥和辛伐他汀复合物.分别在4、8、12周每组随机处死4只,取标本行肉眼观察、X线检查、骨密度测定,并制作病理切片,行新生骨量分析、组织形态学及免疫组化观察.结果肉眼观察及X线检查:实验组4、8、12周骨痂生长及骨质连续情况均优于对照组;骨密度:实验组4、8、12周骨密度均高于对照组,差异均有统计学意义(P ＜0.05或P＜0.01);组织形态学观察:实验组成骨质量及速度优于对照组;新生骨定量分析:实验组4、8、12周新生骨面积百分比均高于对照组,差异均有高度统计学意义(P＜ 0.01);免疫组化观察:实验组骨缺损区骨形态发生蛋白-2(BMP-2)广泛出现在未成熟骨细胞及成骨细胞胞浆中,可见棕黄色阳性染色,4周时最为明显,对照组阳性染色区域要弱于同期对照组.结论辛伐他汀具有成骨作用,局部植入磷酸钙骨水泥及辛伐他汀复合物可促进大段骨缺损区的修复.【期刊名称】《中国医药导报》【年(卷),期】2015(012)013【总页数】5页(P23-26,封3)【关键词】辛伐他汀;磷酸钙骨水泥;骨缺损;骨形态发生蛋白-2【作者】李立平;杨海波;孙剑虹;李元;李永刚;李强;李振江;李辉【作者单位】首都医科大学附属复兴医院骨科,北京 100038;首都医科大学附属复兴医院骨科,北京 100038;首都医科大学附属复兴医院骨科,北京 100038;首都医科大学附属复兴医院骨科,北京 100038;首都医科大学附属复兴医院骨科,北京100038;首都医科大学附属复兴医院骨科,北京 100038;首都医科大学附属复兴医院骨科,北京 100038;首都医科大学附属复兴医院骨科,北京 100038【正文语种】中文【中图分类】R683.41在骨科，严重创伤、骨肿瘤、感染等所致的骨缺损比较常见，严重影响患者肢体功能。